U skladu s člankom 3. stavkom 2.
Zašto je 50 Ω kritično za BTS RF interfejse
Bazne prijemne stanice (BTS) u velikoj mjeri ovise o održavanju standardne impedance od 50 ohm-a u svim njihovim RF sučelima. To pomaže da se maksimalno iskoristi prenos energije, dok se zadržavaju one dosadne reflektore signala na rubu. Međunarodni RF inženjerski standardi poput IEC 61196 i IEEE 1162 zapravo određuju ovaj zahtjev, koji osigurava da sve radi zajedno kako treba pri spajanju antena, filtera, pojačala i onih dugih linija prijenosa koje svi znamo i volimo. Kada postoje nesuglasice iznad plus ili minus 5 ohm, oko 15 do 30 posto prenete snage se odražava natrag umjesto da ide gdje bi trebalo. Takva stvar stvarno zabrljava s kvalitetom signala i uzrokuje probleme s mjerenjem omjera napetosti. I budimo iskreni, u današnjim mobilnim mrežama koje rade na nevjerojatno visokim frekvencijama, male devijacije samo postaju sve gore dok se šire kroz sustav. Dakle, strogo se držati standarda od 50 ohmova više nije samo dobra praksa, to je apsolutno neophodno ako želimo da naše mrežne implementacije ostanu stabilne i sposobne za proširenje kada je potrebno.
U skladu s člankom 6. stavkom 1.
Da bi koaksijalni kablovi pravilno funkcionirali, oni moraju održavati tu stabilnu impedansu od 50 ohm tijekom svog rada, a istovremeno dobro funkcionirati u određenim frekvencijskim pojasima. Kada gledamo na HF i VHF frekvencije između otprilike 3 do 300 megahertza, ono što je najvažnije je održavanje stabilnih faze karakteristika i minimiziranje signal disperzije. To postaje posebno važno za starije sustave koji još uvijek koriste analogne glasovne komunikacije i stare metode prijenosa podataka. Stvari se dosta mijenjaju kada se prebacujemo u UHF i moderni mobilni spektar oko 700 MHz sve do oko 2,7 GHz. Ovdje se fokus mijenja prema smanjenju gubitka signala i osiguravanju da kabl može nositi značajne razine snage. To se posebno odnosi na današnje 5G mreže koje zahtijevaju tako širok propusni opseg i one komplicirane masovne MIMO postavke. Zanimljivo je da kabl dizajniran posebno za rad na frekvenciji 2,7 GHz može zapravo izgubiti oko 40 posto više snage signala u usporedbi s identičnim kablom koji se koristi na samo 700 MHz frekvencijama. Zbog ove značajne razlike, inženjeri stvarno moraju obratiti pozornost na faktore poput vrste dielektričnih materijala koji se koriste, kako su provodnici oblikovani, i kakva je vrsta štitovanja uključena tijekom proizvodnje ako žele sačuvati kvalitetu signala u cijelom frekvencijskom rasponu u kojem ovi kablovi rade.
Uticaj VSWR-a na pouzdanost sustava u razmjeni gostih BTS-ova
Kada se radi o gustoćama gradskih područja ili mjesta gdje više operatora dijeli prostor, sve iznad VSWR odnos od 1,5: 1 stvarno počinje jesti na pouzdanost sustava. Pogledajte stvarna mjerenja polja od glavnih provajdera mreže otkriva nešto zabrinjavajuće: kada VSWR ostaje dosljedno iznad 1.8:1, postoji otprilike četvrtina više lokacija kvarovi događaju. Glavni krivac? Reflektirana energija se meša s prijemnicima gore i uzrokuje one dosadne automatske isključenja odašiljača koje nitko ne želi. A ako koaksijalni kablovi ili konektor ne budu pravilno podudarani, stvaraju ono što zovemo pasivna intermodulacija (PIM). Ovaj PIM nered susjednih kanala i u osnovi čini korištenje spektra manje učinkovito nego što bi trebalo biti. Evo još jedne stvari koju inženjeri trebaju zapamtiti: budući da VSWR spoji različite komponente u nizu poput kablova koji idu u glavne hranitelje, a zatim na antene, održavanje svake točke povezivanja ispod 1,25:1 je jednako važno kao i ono što se događa na samom odašiljaču. Ova pažnja na detalje na svim sučeljajima osigurava stabilnu radnost tijekom cijelog komunikacijskog lanca.
Smanjenje signala, upravljanje snagom i fizički razmjerni kompromisovi
Koaksijalni kablovi i frekvencija, dužina i prečnik: podaci iz stvarnog svijeta za opseg BTS-a 146 MHz i 1,8 2,7 GHz
Gubitak signala u koaksijalnim kablima prati prilično predvidljive obrasce. Kad se frekvencije udvostruče, gubitci se povećavaju četiri puta. Ako netko smanji prečnik kabla na pola, očekivati oko 30% više degradacije signala posebno u tim mobilnim frekvencijskim rasponima svi smo zabrinuti o ovih dana. Pogledajte standardne kablove od pola inča koji idu 100 metara. Na 146 MHz gube oko 3,2 dB snage signala. Ali povećati frekvenciju na 2,7 GHz i odjednom ćemo vidjeti gubitak od 18 dB koji je potpuno izvan prihvatljivog za 5G mreže (obično ispod 1,5 dB na 100 stopa). Veći kablovi poput 7/8 inča ili čak 1-5/8 inča heliaxa mogu smanjiti gubitke ispod 6 dB na 2,7 GHz na istoj udaljenosti, što pomaže da pokrivenost ostane jaka na rubovima ćelija. Ima i zamka. Ovi veći kablovi su stvarno tvrdi i teško se raditi s njima kada ih postaviti na tornjevima gdje je prostor tijesan. Plus, instalateri moraju potrošiti više vremena i novca da ih pravilno usmjere. I evo još jedne stvari o kojoj nitko ne voli govoriti, ali je jako važna: svaki dodatni 3 dB gubitka signala znači udvostručenje snage odašiljača samo da bi stvari funkcionirale kako treba. Dakle, gubitak signala nije samo radi radio frekvencija više to utječe na upravljanje toplinom previše i dodaje stvarne operativne glavobolje za operatere mreže.
U slučaju da je to potrebno, za potrebe primjene ovog članka, za svaki BTS-prenosnik koji je uključen u sustav BTS-a, potrebno je utvrditi:
Kada je riječ o BTS aplikacijama velike snage, upravljanje snagom jednostavno ne može biti odvojeno od toga koliko dobro nešto upravlja toplinom. Problem s kablovima s visokim gubitkom je što pretvaraju veliku količinu RF energije u toplinu. Uzmimo za primjer kontinuirani signal od 100 W koji radi na frekvenciji od 2,1 GHz. Ova vrsta postavke može zapravo podići vanjsku temperaturu običnog koaksijalnog kabla od pola inča za oko 15 stupnjeva Celzijusa, što ubrzava proces starenja dielektričnog materijala unutar. Na makro-radnim mjestima s 1000 W, kada temperatura okoline pređe 40 stupnjeva Celzijusa, operateri moraju smanjiti izlaznu snagu za oko 40% kako bi se spriječilo potpuno kvarenje izolacije. Dobro upravljanje toplinom uključuje korištenje te valovitih bakrene kablovce jer se otpuštaju toplote otprilike 25% brže od svojih glatkih zidova. Također je važno strogo slijediti minimalne specifikacije radijusa za savijanje kako bi se spriječilo stvaranje one dosadne vruće točke u određenim područjima. Sve te mjere pomažu u produženju trajanja opreme, a istodobno održavaju stabilne razine PIM-a, posebno tijekom dugih razdoblja kada se koristi velika snaga.
Uređivanje i usporedba zajedničkih vrsta koaksijalnih kabla za BTS instalacije
RG-serija vs. LMR® koaksijalni kabl: gubitak, fleksibilnost i analiza troškova na ključnim frekvencijama
Odabir pravog koaksijalnog kabla za BTS instalacije uključuje razmatranje nekoliko čimbenika uključujući gubitak signala, izdržljivost protiv fizičkog stresa, koliko dobro izdržava na otvorenom i koliko će koštati tijekom vremena. Kada rade u tipičnim frekvencijskim opsegovima od oko 700 MHz do oko 2,7 GHz, RG serijski kablovi poput RG6 i RG11 obično su u početku jeftiniji, koštajući otprilike 30 do 50 posto manje od njihovih LMR kolega. Ali ima i zamka. Ovi RG kablovi zapravo gube mnogo više snage signala duž linije. Primjerice, RG6 gubi približno 6,9 dB na 100 stopa na 2,5 GHz, dok LMR 400 gubi samo oko 3,9 dB na istoj udaljenosti. Ova razlika postaje vrlo važna kada se radi o dugim kablovskim trkama uobičajenim na makro lokacijama jer to izravno utječe na područje pokrivenosti i stvara veći potencijal za probleme sa smetnjama. Još jedna stvar koju treba uzeti u obzir je fleksibilnost. LMR kablovi dolaze s valovitim bakarnim štitovima i glatkim polimernim jakama koje im omogućuju savijanje čvršćih krugova. LMR 400 može nositi zaokrete s minimalnim polumjerom od samo 1,25 inča u usporedbi s zahtjevima RG11 od 3 inča. To je važno za instalaciju u uskim prostorima gdje su više antena skupljene zajedno, pomažući u sprečavanju oštećenja od pretjeranog savijanja koje bi inače moglo dovesti do kvarova.
| Uređaj za upravljanje | RG6 (50Ω) | Svaka vrsta vozila | LMR®400 (50Ω) |
|---|---|---|---|
| Slabljenje @ 2 GHz | s druge strane, | s druge strane, za sve proizvode koji sadrže: | u slučaju da je to potrebno, |
| - Max, što je? Upravljanje energijom | 1,1 kW | 1,8 kW | 2.4 kW |
| Polumjer savijanja | 3" | 4" | 1.25" |
Kablovi RG serije još uvijek dobro rade za kratke trke unutar zgrada ili za DAS špore, ali kada govorimo o vanjskim BTS hranilima koji se suočavaju s teškim uvjetima, LMR se ističe. Ovi kablovi podnosite ekstremne temperature od -55 stupnjeva Celzijusa sve do +85, plus oni otporni UV štetu i održavaju dobar PIM performanse oko -150 dBc obično. Zaštita od vremenskih promjena je vrlo važna kada se ove linije stalno bore s vlažnošću i izlaganjem suncu na otvorenom. I povrat ulaganja ima smisla. Većina inženjera smatra da se unaprijed trošenje dodatnih sredstava na LMR vredi s vremenom jer signali ostaju jači duže, zamjene se događaju manje često, a tehničari provode manje sati rješavanjem problema u budućnosti u usporedbi s onim što se na početku može činiti jeftinijim opcijama.
U skladu s člankom 3. stavkom 2.
Ustanovljeni materijali za zaštitu od UV zraka, temperature i PIM-a (PE, LSZH i valoviti bakar)
Kada se koriste na otvorenom, koaksijalni kablovi BTS se svakodnevno suočavaju s svim vrstama izazova u okolišu. Zamislite jak sunčev zrak koji ih udara, ekstremne promjene temperature od hladnih noći do vrućih dana, vodu koja ulazi kroz male pukotine i stalno trlja površine. Zato se mnogi instalateri okreću polietilenskim jakama zbog njihove superiorne UV zaštite. Ovi materijali ostaju fleksibilni čak i kada temperatura padne ispod nule ili se popne iznad tjelesne toplote, što je odlično za većinu instalacija staničnih tornjeva. Za mjesta gdje požari mogu biti problem kao unutar zgrada ili ispod gradskih ulica, trebamo one posebne nisko dimne verzije sa nultim halogenom. Oni smanjuju opasne pare ako nešto krene po zlu. I nemojmo zaboraviti na stvarnu metalnu štitu unutar ovih kablova. Samo stavljanje na dobar jaknu nije dovoljno. Trebamo odgovarajuće valovito bakreno štitnje da bi se pasivna intermodulacija držala ispod -140 dBc. Ovo je vrlo važno za 5G mreže jer u suprotnom, smetnje mogu ugasiti slabe signale ili potpuno poremetiti komunikaciju kontrole. Odlična kombinacija vanjskog i unutarnjeg štitnjača značajno utječe na to koliko dugo ove skupe komponente traju, osobito u blizini oceana gdje se slani zrak troši na stvari ili u tvornicama izloženih opasnim kemikalijama.
N-tip, 7/16 DIN i 4.3-10 spojevi: granice frekvencije, specifikacije obrtnog momenta i performanse intermodulacije
Povezivači djeluju kao električne veze i barijere protiv faktora okoliša, a njihova učinkovitost stvarno utječe na to da li cijeli sustav ostaje pouzdan. Uzmimo N-tip konektorima na primjer. Oni rade s signalima do oko 11 GHz i dobiti puno korištenja u testiranju opreme i onih nisko snaga kablova skakač. Ali ima i problem - treba im baš prava količina sile za stiskanje između 15 i 20 Newton metara ako želimo da ne prođu kroz vodu (IP67) i održavaju stabilnu 50 ohmovu vezu. Kad se radi o moćnim makro baznim stanicama s 500 W ili više, inženjeri se okreću 7/16 DIN konektorima. Ovi loši momci bolje se nose s smetnjama (-155 dBc je prilično dobro) i mogu primiti signale do 7,5 GHz. -Njegova loša strana? Zbog svoje veće veličine nisu pogodni za te uske ćelije. A tu je noviji konektor 4.3-10 napravljen posebno za 5G. On potiskuje neželjene signale izuzetno dobro (-162 dBc bilo tko?) radi solidno na 6 GHz, i zapravo se uklapa u tesna mjesta bez zabrljavanja ponavljajuće veze. Bez obzira koji se konektor instalira, pravi obrtni moment je jako važan. Ako je previše labava, voda može izazvati probleme s korozijom. Previše je čvrsto i stvari počinju se razbiti unutar sa savijenim središnjim štapovima i oštećenim štitovima, što zabrljava mjerenja kvalitete signala (VSWR ide iznad 1.5:1) i stvara sve vrste glavobolje pouzdanosti nizvodno.
ČESTO POSTAVLJANA PITANJA
Koja je važnost impedance od 50 ohm u BTS RF interfejsima?
Održavanje impedance od 50 ohm ključno je u RF interfejsima bazne prijemne postaje (BTS) za optimizaciju prijenosa snage i smanjenje reflektiranja signala. Osigurava kompatibilnost i pouzdanost među različitim komponentama kao što su antene, pojačavači i prijenosne linije prema međunarodnim standardima kao što su IEC 61196 i IEEE 1162.
Kako VSWR utječe na pouzdanost sustava u gostih BTS implementacija?
U slučaju da je VSWR veći od 1,5:1, može značajno utjecati na pouzdanost sustava, posebno u gusto naseljenim urbanim razmještanjima. Visoki VSWR omjeri povećavaju odražanu energiju, uzrokujući kvarove lokacije i pasivnu intermodulaciju koja utječe na učinkovitost spektra. Za stabilnu učinkovitost neophodno je dosljedno praćenje i održavanje razine VSWR-a ispod 1,25:1 na svim točkama priključenja.
Koje su razlike između veličine koaksijalnog kabla i performansi?
Veći koaksijalni kablovi mogu smanjiti oslabivanje signala, ali ih je zbog njihove krutosti teže instalirati. S manjim kablovima lakše se upravlja, ali može biti potrebno veće napajanje odašiljača kako bi se prevazišli dodatni gubitci signala, što utječe na upravljanje toplinom i rad.
Zašto se LMR kablovi preferiraju za instalacije BTS-a na otvorenom?
LMR kablovi preferirani su za instalacije vanjske bazne prijemne postaje zbog njihove superiorne UV otpornosti, fleksibilnosti i manjeg gubitka signala u usporedbi s kablovima RG-serije. Iako su u početku skuplji, LMR kablovi nude bolji povrat ulaganja smanjujući operativne probleme i pružajući duže trajanje u teškim uvjetima okoliša.